FISIOLOGIA Y FISIOPATOLOGÍA

CARDIOVASCULAR

Rodrigo Andrés Viotti

Dpto De Ingeniería Biológica – Facultad de Ingeniería-UdelaR

Curso de Postgrado en Ingeniería Cardiovascular

ORGANIZACIÓN

IMPORTANCIA DEL TEMA

ANATOMIA GENERAL

ANATOMIA MICROSCOPICA

SISTEMA CARDIONECTOR

CICLO CARDIACO

DETERMINANTES DE LA FUNCIÓN CARDIACA

ADAPTACIONES DEL SISTEMA A DISTINTAS SITUACIONES

MEDICIONES NO INVASIVAS DE LA FCV

ENFERMEDAD CARDIOVASCULAR

IMPORTANCIA DEL TEMA

EVOLUCIÓN DE LA ECV SEGÚN

AVANCES TECNOLOGICOS

A Tale of Coronary Artery Disease and Myocardial Infarction. Elizabeth G. Nabel, M.D., Eugene Braunwald, N Engl J Med 2012;366:54-63

www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMra1112570

ANATOMÍA GENERAL

DEL CORAZON

Posición: El corazón se encuentra en el mediastino. Dentro de

la caja torácica.

Las diferencias anatómicas de los ventrículos se debe a la

resistencia y por ende a la presión que se ven sometidos en cada

ciclo cardíaco. El miocardio es un músculo adaptable a la carga

que debe soportar.

Las valvas de las válvulas se

encuentran ancladas a un

sistema de cuerdas tendinosas y

músculos papilares que le dan

estabilidad y permiten un

funcionamiento mas eficiente.

ANATOMIA

MICROSCÓPICA

3 TIPOS DE CÉLULAS PRINCIPALES

MARCAPASOS

CONTRÁCTILES

CONDUCTORAS

http://www.mozaweb.com/es/Sear

ch/global?search=MUSCULO

SISTEMA

CARDIONECTOR

POTENCIAL DE ACCIÓN DE UN CÉLULA

EXITABLE

AD

VaT VaPu

A: aurícula

Ar: arteria

Ve: vena

C: capilar

S: sistémico/a

Pu: pulmonar

Co: coronario

L: linfático

Va: válvula

V: ventrículo

S: seno

CL

VD ArPu CPu VePu

VI

VaM

Ao

VaAo

CS

ACoCCoVeCoSCo

VeS AI

SISTEMA

CARDIOVASCULAR

CICLO CARDÍACO

5 FASES BIEN DEFINIDAS

LLENADO AURICULAR

CONTRACCIÓN AURICULAR

CONTRACCIÓN ISOVOLUMÉTRICA VENTRICULAR

EYECCIÓN

RELAJACIÓN ISOVILUMÉTRICA VENTRICULAR

- PULMONAR

- SISTÉMICO

LA SANGRE CIRCULA A TRAVÉS DE DOS

SISTEMAS “MÍNIMAMENTE” CONECTADOS

ENTRE SI

2 CIRCUITOS

DETERMINANTES DE LA FUNCIÓN

CARDIACA

Flujo sanguíneo tisular

Tono vasomotor tisular Presión arterial

Resistencia periférica Volumen minuto

Volumen eyectado Frecuencia cardíaca

Flujo sanguíneo tisular

Tono vasomotor tisular Presión arterial

Resistencia periférica Volumen minuto

Volumen eyectado Frecuencia cardíacaContractilidad

Postcarga

Precarga

El volumen eyectado es inversamente proporcional a la poscarga

y directamente proporcional a la contractilidad y a la precarga

PRECARGA

DETERMINANTE PRINCIPAL DEL GASTO CARDIACO

GRADO DE ESTIRAMIENTO MAXIMO O TENSION DE LOS CARDIOMIOCITOS ANTES DE LA

CONTRACCIÓN VENTRICULAR

DETERMINADA POR LANGITUD MEDIA DE LOS SARCOMEROS AL FINAL DE LA DIASTOLE

( FASE DE LLENADO )

SE UTILIZAN VOLUMENES INTRACAVITARIOS O TELEDIASTÓLICOS COMO MEDIDA

ACCESIBLE

NO HAY UNA MEDIDA EXACTA DE LA ELONGACIÓN DE LAS FIBRAS MUSCULARES

PRECARGA - DEPENDENCIA Según la ley de Frank-Starling, existe una relación positiva entre la precarga y el

volumen sistólico, de tal modo que, cuanto mayor es la precarga ventricular (y,

por lo tanto, el grado de estiramiento de sus fibras miocárdicas), mayor es el

volumen sistólico. Sin embargo, esta relación, como en la mayoría de los

fenómenos fisiológicos de nuestro organismo, no es lineal, sino curvilínea. Por lo

que, una vez alcanzado un valor concreto de precarga, incrementos posteriores

no tienen traducción significativa en el volumen sistólico.

LEY DE FRANK STARLING CAPACIDAD INTRINSECA DEL CORAZÓN PARA RESPONDER ANTE AUMENTOS DE

VOLUMEN (FLUJO SANGUINEO), DETERMINANDO UN AUMENTO EN EL VOLUMEN DE EYECCIÓN SISTÓLICO.

CUANTO MAS VOLUMEN, MAS FUERZA DE CONTRACCIÓN DEBIDO A LA RESPUESTA DE LOS CARDIOMIOCITOS A LOS AUMENTOS DE CARGA.

La relación entre los cambios de precarga y volumen sistólico va a depender de la morfología y el grado de pendiente de la curva de Frank-Starling, estando determinada por la capacidad contráctil del corazón y la poscarga ventricular. Por lo que, para un mismo incremento de precarga, se producirá un aumento variable del volumen sistólico dependiendo de la morfología y la zona en la que funcionan ambos ventrículos en la curva de Frank-Starling.

Para considerar, por lo tanto, a

un paciente como precarga-

dependiente no debemos

conformarnos con estudiar tan

sólo el valor absoluto de la

precarga, sino que debemos

establecer en qué zona de la

curva de función ventricular

opera.

LA PRECARGA ES DIRECTAMENTE

PROPORCIONAL AL RADIO E INVERSAMENTE

PROPORCIONAL AL ESPESOR DE LA PARED

POSTCARGA

TODA FUERZA QUE SE OPONE A LA EYECCIÓN VENTRICULAR EFECTIVA.

ES FUNDAMENTALMENTE, LA PRESIÓN QUE DEBE EJERCER EL VENTRICULO

PARA EXPULSAR LA SANGRE HACIA LA AORTA.

EN LA PRACTICA, CORRESPONDE A LA PRESIÓN AÓRTICA.

EJEMPLO: PAo; Estado de la válvula Ao, Viscosidad de la sangre, RVS,

PRECARGA EXCESIVA.

Contractilidad - Inotropismo

CAPACIDAD INTRINSECA DEL MUSCULO CARDIACO PARA CONTRARSE Y

EJERCER UNA FUERZA OPUESTA A LA QUE ES SOMETIDO LUEGO DE SU

ACTIVACIÓN ELÉCTRICA.

ESTA PROPIEDAD PUEDE POTENCIARSE O DEPRMIRSE

FARMACOLOGICAMENTE SEGÚN TRATAMIENTOS ESPECIFICOS.

Variables

).(

%)60(100 -

.

100

.

eyeccióndeFraccióneyecciónF

VNVFD

VFSVFDeyecciónF

licotelediastóvolumen

eyectadovolumeneyecciónF

FVSVFDeyectadoVolumen

=

=

=

−=

El volumen eyectado es inversamente proporcional a la poscarga

y directamente proporcional a la contractilidad y a la precarga.

-

Toda cámara con contractilidad disminuida se dilata.

Efectos de cambios aislados de precarga, postcarga y contractilidad

Situación/Variable VFD VFS Vey FEy

Precarga

Precarga

Postcarga

Contractilidad

Referencias:

-: aumento - disminución

-: aumento marcado - disminución marcada

La bomba suficiente:

1. CONTRACTILIDAD NORMAL

2. LA FRACCIÓN DE EYECCIÓN SE MANTIENE EN REPOSO

Y AUMENTA EN EL EJERCICIO SIN ELEVAR LAS

PRESIONES DE LLENADO VENTRICULAR.

3. SIN TRASOTRNO EN LA RELAJACIÓN

4. PUEDE MODIFICAR LA FRECUENCUA CARDÍACA.

SUFICIENCIA CARDÍACA

MEDICIÓNES NO INVASIVAS DE LA

FUNCIÓN CARDIOVASCULAR

MEDICIÓNES NO INVASIVAS DE LA

FUNCIÓN CARDIOVASCULAR

Adaptaciones de la bomba

Aumento de postcarga ventricular izquierda

Etiología:

Hipertensión arterial sistémica

Estenosis valvular aórtica

Patologías de aorta toráxica

ENFERMEDAD CARDIOVASCULAR

HIPERTENSIVA

30% aprox de la población uruguaya padece HTA

80% de los pacientes con enfmerdad coronaria padecen HTA.

Los infartos de miocardio no reconocidos clínicamente son más comunes

entre personas hipertensas, comprendiendo hasta 35% de los mismos en

hombres y 50% en mujeres.

La HTA duplica la posibilidad de desarrollar insuficiencia cardíaca en

hombres y la triplica en mujeres. El riesgo de insuficiencia cardíaca se

incrementa en forma continua con el aumento de las cifras tensionales y

es evidente en todos los grupos etarios entre los 40 y los 70 años

Hipertensión arterial

Resistencia periférica Volumen minuto

Frec. cardíaca Volumen eyectado

y/o

Hipertrofia vascularVasoconstricción

Resistencia periférica Volumen minuto

> Frec. cardíaca>Volumen eyectadoHipertrofia vascularVasoconstricción

disf. endotelial

obesidad > precarga

>contractilidad

> volemia:

>ingesta Na

retención Na

actividad simpática

> insulinemia

fact.endoteliales

alt. membranas

> renina-angiot

venoconstrición

alterac genética

TENSIÓN Y PRESIÓN

Los vasos están sometidos a la deformación a causa de la PRESIÓN dentro

de ellos.

LINEAS DE FUERZA TENSIÓN

Presión: Fuerza sobre la superficie

Dirección diferente

a la de la presión

Ley de LAPLACE

T=P x r/2e

Ondas de Pulso

PRESIÓN ARTERIAL: Fuerza de la sangre sobre las paredes de la arteria.

ONDAS DE PRESIÓN

Con el envejecimiento, las arterias

pierden elastina

ONDAS DE PRESIÓN

- Aumento de la carga sometida al corazón

- Aumento del consumo de O2 miocárdico

- Aumento de presión ventricular para la

apertura de la VM

- HIPERTROFIA VENTRICULAR

- FALLA CARDÍACA

Adaptaciones cardíacas

Aumento de postcarga: sobrecarga de

presión

Necesita: aumentar la fuerza para generar más presión y mantener la

fracción de eyección (FEy). disminuir el stress parietal para mantener la circulación coronaria

Como Presión = Stress x 2 espesores / radio:

Aumenta el espesor (hipertrofia):aumenta la fuerza: FEydisminuye el stress pero aumenta la rigidez

Adaptación a mayor POSTCARGA: Hipertrofia

Adaptaciones de la bomba

Precarga ventricular izquierda AUMENTADA

Aumento de precarga:

Etiología:

Insuficiencia valvular mitral

Insuficiencia valvular aórtica

Cardiopatías congénitas

• Historia natural:

– postcarga → hipertrofia

– tardíamente: → isquemia → dilatación → descompensación: FEy

Adaptaciones cardíacas.

Aumento de postcarga: sobrecarga de

presión

Adaptación a mayor POSTCARGA:

• HIPERTROFIA

• aumentan los componentes celulares

• pero no aumenta el número de vasos

• con el tiempo se dilata por isquemia relativa:

– descompensación y FEy• Historia natural:

– postcarga → hipertrofia

– tardíamente: → isquemia → dilatación → descompensación: FEy

Dr. Adrián D’Ovidio

Adaptaciones cardíacas

Aumento de postcarga: sobrecarga de

presión

Necesita:

acomodar más volumen sin aumentar la presión de llenado:

aumentan los diámetros, se dilata

disminuye la rigidez (se distiende)

Evitar que aumente el stress parietal:

leve hipertrofia

Adaptaciones cardíacas

Aumento de precarga: sobrecarga de

volumen

Adaptación a mayor precarga:

DILATACION

MENOR RIGIDEZ

LEVE HIPERTROFIA

Adaptación: DILATACION - MENOR RIGIDEZ – LEVE HIPERTROFIA.

Si la dilatación es marcada y/o si no hay hipertrofia, aumentará el stress y caerá la fracción de eyección: descompensación.

• Historia natural:

– precarga → dilatación, menor rigidez y leve hipertrofia

– tardíamente: mayor dilatación con de stress → descompensación: FEy

Adaptaciones cardíacas

Aumento de precarga: sobrecarga de

volumen

Efectos de cambios aislados de precarga, postcarga y contractilidad

Aumento agudo

de precarga

Efectos de cambios aislados de precarga, postcarga y contractilidad

Disminución aguda

de precarga

Efectos de cambios aislados de precarga, postcarga y contractilidad

Aumento agudo

de postcarga

Efectos de cambios aislados de precarga, postcarga y contractilidad

Disminución aguda

de contractilidad

Efectos de cambios aislados de precarga, postcarga y contractilidad

Aumento agudo

de contractilidad

ENFERMEDAD CARDIOVASCULAR

ISQUÉMICA

TERAPIAS DE REPERFUSIÓN

Disminución de perfusión renal

Renina

Angiotensinógeno Angiotensina I

Angiotensina II

Glándulas suprarrenales

> producción de Aldosterona

Vasos

Vasoconstricción

Retención de Sodio y H2OAumento de presión arterial

Aumento de PrecargaAumento de Postcarga

Enzima

convertidora